JP2023022733A - 表面処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理液の底層における搬送方向と同一方向の流れの流速を増加させる。【解決手段】表面処理装置１００は、貯留槽１と底層に被処理物Ｂの搬送方向Ｔと同一方向の流れを発生させる第１フロー生成部１０と中層から上層に亘って搬送方向Ｔと逆方向の流れを発生させる第２フロー生成部２０とを含む。入槽部２及び出槽部３は傾斜壁（２ａ，３ａ）を有する。第１フロー生成部１０は噴射ユニット１１と循環ユニット１２とを有する。噴射ユニット１１は底壁４ａにおいて互いに搬送方向Ｔに離隔して設けられ処理液を出槽部３側に噴射する複数の第１噴射部（噴射部）１１１を有する。循環ユニット１２は、入槽部２の傾斜壁２ａの下端側部分にて貯留槽１内の領域に開口する吐出口１２ａと出槽部３の傾斜壁３ａの下端側部分にて貯留槽１内の領域に開口する吸入口１２ｂとを有し、吐出口１２ａから処理液を噴射すると共に吸入口１２ｂから処理液を吸引する。【選択図】図２

Description

本発明は、塗装工場などに設けられ被処理物の表面に対して脱脂処理などの表面処理を施す浸漬型（ディップ型）の表面処理装置に関する。

特許文献１には、塗装前処理装置や電着塗装装置として用いられる浸漬型の表面処理装置が開示されている。この表面処理装置は、乗用車ボディの塗装工場に設けられ、処理液を貯留した処理槽と、処理槽内の処理液に流れを発生させる第１付勢手段及び第２付勢手段とを有している。第１付勢手段は入槽部から出槽部へ向かう乗用車ボディの搬送方向と逆方向の対向流を処理槽内の処理液の上層と中層に発生させており、第２付勢手段は搬送方向と同一方向の順行流を処理液の底層に発生させている。第２付勢手段は、処理槽の底部に配置された複数の噴射ノズルからなるものであり、これらの複数の噴射ノズルから処理液を噴射することによって順行流を発生させている。そして、この表面処理装置では、入槽した乗用車ボディなどによって処理槽内に持ち込まれて処理槽の底部に沈降した金属粉などの異物が第２付勢手段によって底層に発生させた順行流により槽外へ排出し得るようになっている。

特許第４８４９６０５号公報

しかしながら、特許文献１に記載された表面処理装置では、第２付勢手段は処理槽の底部に配置された複数の噴射ノズルからなるものであるため、順行流の流速を増加させるにもノズルに応じた限度があり、処理槽の底部に沈降した金属粉などの異物を槽外へ排出するために必要な流速を確保することが困難になるおそれがある。その結果、処理槽の底部に異物が蓄積するとともに、被処理物の表面に異物が付着し、塗装不良が発生する可能性があり、改善の余地がある。

そこで、本発明は、処理液の底層における被処理物の搬送方向と同一方向の流れ（順行流）の流速を容易に増加させることできる表面処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明の一態様によると、入槽部、出槽部及び前記入槽部と前記出槽部の間に設けられた処理槽部を有し処理液を貯留する貯留槽と、前記処理槽部内の処理液の底層に前記貯留槽内を前記入槽部から前記出槽部に向かって搬送される被処理物の搬送方向と同一方向の流れを発生させる第１フロー生成部と、前記底層よりも上方の中層から上層に亘って前記搬送方向と逆方向の流れを発生させる第２フロー生成部と、を含む、表面処理装置が提供される。この表面処理装置において、前記入槽部及び前記出槽部は、それぞれ前記処理槽部側に向かうほど前記処理槽部の底壁に近づくように傾斜した傾斜壁を有し、前記第１フロー生成部は、噴射ユニットと、循環ユニットと、を有している。前記噴射ユニットは、前記底壁において互いに前記搬送方向に離隔して設けられ処理液を前記出槽部側に向けて噴射する複数の噴射部を有する。前記循環ユニットは、前記入槽部における前記傾斜壁の下端側部分にて前記貯留槽内の領域に開口する吐出口と前記出槽部における前記傾斜壁の下端側部分にて前記貯留槽内の領域に開口する吸入口とを有し、前記吐出口から処理液を噴射すると共に前記吸入口から処理液を吸引する。

本発明の一態様による前記表面処理装置では、処理液の底層に被処理物の搬送方向と同一方向の流れを発生させる第１フロー生成部は、処理槽部の底壁において互いに搬送方向に離隔して設けられた複数の噴射部を有する噴射ユニットとは別に、循環ユニットを有しており、この循環ユニットによって、入槽部における傾斜壁の下端側部分にて貯留槽内の領域に開口する吐出口から処理液を吐出すると共に出槽部における傾斜壁の下端側部分にて貯留槽内の領域に開口する吸入口から処理液を吸引している。したがって、処理槽部における処理液の底層において、循環ユニットによって入槽部側の端部から出槽部側の端部の全体に亘る被処理物の搬送方向と同一方向の主流を形成することができると共に、噴射ユニットによって前記主流の途中において当該主流と同一方向の流れを発生させることができ、循環ユニットと噴射ユニットとが協働して、底層における搬送方向と同一方向の流れの流速を容易に増加させることができる。

このようにして、本発明は、処理液の底層における被処理物の搬送方向と同一方向の流れの流速を容易に増加させることできる表面処理装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る表面処理装置の平面図である。 前記表面処理装置の概略の断面図である。 図２に示すＡ－Ａ線における部分断面図である。 図１に示すＢ方向から視た前記表面処理装置の部分拡大図である。 図１に示すＣ方向から視た前記表面処理装置の部分拡大図である。 前記表面処理装置の循環ユニットの吐出管を含む部分の上面図である。 前記循環ユニットの吐出管を含む部分の側面図である。 前記循環ユニットの吐出管の変形例を説明するための部分側断面である。 前記循環ユニットの吐出管の変形例を説明するための部分斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る表面処理装置１００を上方から視た平面図であり、図２は表面処理装置１００の概略の側断面図である。本実施形態では、表面処理装置１００は、乗用車の金属製のボディの塗装工場に設けられ、塗装工程の前処理工程である脱脂工程用の装置として用いられる場合を一例に挙げて説明する。

[表面処理装置の概要]
図１に示すように、表面処理装置１００は、処理液を貯留する貯留槽１と、貯留槽１内の処理液に流れを発生させる第１フロー生成部１０及び第２フロー生成部２０と、を含む、浸漬型（ディップ型）の表面処理装置である。ここでは、表面処理装置１００の被処理物Ｂは塗装前の乗用車ボディ（いわゆるホワイトボディ）であり、処理液は脱脂用の薬液であり、表面処理は被処理物Ｂの表面の脱脂洗浄であるものとする。

本実施形態では、表面処理装置１００は、貯留槽１、第１フロー生成部１０及び第２フロー生成部２０に加えて、第３フロー生成部３０及び第４フロー生成部４０を含む。

貯留槽１は、処理液を貯留し、表面処理の際のディッピング槽として用いられる。つまり、被処理物Ｂが貯留槽１の処理液内に浸漬されることによって、表面処理が被処理物Ｂの表面に施される。具体的には、貯留槽１は、被処理物Ｂの脱脂洗浄用の脱脂槽として用いられる。

貯留槽１は一方向に長い概ね船形に形成され、貯留槽１内に処理液が満たされている。被処理物Ｂ（乗用車ボディ）は、ハンガＨに懸架された状態で、表面処理装置１００の上方に設けられたオーバーヘッドコンベアＣによって、貯留槽１の長手方向の一端側から他端側に向かって搬送される。オーバーヘッドコンベアＣにおける前記一端側のレールは被処理物Ｂの搬送方向Ｔに向かって下向きに傾斜し、オーバーヘッドコンベアＣにおける前記他端側のレールは搬送方向Ｔに向かって上向きに傾斜している。オーバーヘッドコンベアＣにより搬送された被処理物Ｂは、貯留槽１の長手方向の一端側から斜めに傾斜した姿勢で徐々に貯留槽１内に入槽し、その後、処理液内に全没した状態で貯留槽１の後述する底壁４ａに平行な水平姿勢で搬送方向Ｔに沿って搬送される。そして、被処理物Ｂは、貯留槽１の長手方向の他端側から斜めに傾斜した姿勢で徐々に貯留槽１外に出槽する。

貯留槽１は、入槽部２と、出槽部３と、入槽部２と出槽部３の間に設けられた処理槽部４とを有する。入槽部２は貯留槽１の前記一端側の部分（つまり、貯留槽１における被処理物Ｂの入槽側の部分）であり、出槽部３は貯留槽１の前記他端側の部分（つまり、貯留槽１における被処理物Ｂの出槽側の部分）である。したがって、被処理物Ｂは、オーバーヘッドコンベアＣによって、貯留槽１内を入槽部２から出槽部３に向かって搬送される。

貯留槽１の長手方向の両端には、それぞれ、オーバーフロー槽１ａ，１ｂが設けられている。入槽側のオーバーフロー槽１ａの容量は出槽側のオーバーフロー槽１ｂの容量より大きい。貯留槽１の側壁１ｃ，１ｃは、搬送方向Ｔと直交する槽幅方向に離隔して互いに平行に相対し、それぞれ搬送方向Ｔ及び槽深さ方向に延びている。貯留槽１の入槽側の終端壁１ｄは入槽側のオーバーフロー槽１ａと貯留槽１との間の堰を構成し、貯留槽１の出槽側の終端壁１ｅは出槽側のオーバーフロー槽１ｂと貯留槽１との間の堰を構成している。貯留槽１内の処理液の一部が堰（１ｄ，１ｅ）を越流することにより、貯留槽１内の処理液の一部がオーバーフロー槽１ａ，１ｂに排出されるようになっている。

入槽部２及び出槽部３は、それぞれ処理槽部４側に向かうほど処理槽部４の底壁４ａに近づくように傾斜した傾斜壁２ａ，３ａを有する。つまり、入槽部２の傾斜壁２ａは搬送方向Ｔに向かって下向きに傾斜し、出槽部３の傾斜壁３ａは搬送方向Ｔに向かって上向きに傾斜している。入槽部２は被処理物Ｂを貯留槽１内に徐々に入槽させるための部分（領域）であり、オーバーヘッドコンベアＣのレールの傾斜角度に応じた角度で傾斜しており、被処理物Ｂは入槽部２の範囲では処理液内に完全に沈んでいない。同様に、出槽部３は被処理物Ｂを貯留槽１外に徐々に出槽させるための部分（領域）であり、オーバーヘッドコンベアＣのレールの傾斜角度に応じた角度で傾斜しており、被処理物Ｂは出槽部３の範囲でも処理液内に完全に沈んでいない。

処理槽部４は、入槽部２（被処理物Ｂを入槽させるための領域）と出槽部３（被処理物Ｂを出槽させるための領域）との間を接続する部分（領域）であり、入槽部２及び出槽部３と一体に形成されている。貯留槽１における処理槽部４の範囲では、被処理物Ｂの全体が処理液内に完全に沈んでおり（全没しており）、処理槽部４は貯留槽１における表面処理についての有効範囲（有効領域）として設定される。

各フロー生成部（１０，２０，３０，４０）は、貯留槽１内に処理液の流れを強制的に発生させるものである。第１フロー生成部１０及び第２フロー生成部２０は主に処理槽部４の領域に流れを発生させ、第３フロー生成部３０は主に入槽部２の領域に流れを発生させ、第４フロー生成部４０は主に出槽部３の領域に流れを発生させる。

具体的には、第１フロー生成部１０は、処理槽部４内の処理液の底層に被処理物Ｂの搬送方向Ｔと同一方向の流れ（つまり、順行流）を発生させる。この順行流は、底層に生成され、処理槽部４の底壁４ａ（底面）に沈降し得る比較的に比重の高い金属粉などの異物を槽外へ排出するための流れである。図２では、順行流の流れ方向が黒塗り矢印で模式的に示されている。

第２フロー生成部２０は、処理槽部４内の処理液の底層よりも上方の中層から上層に亘って搬送方向Ｔと逆方向の流れ（つまり、対向流）を発生させる。この対向流は、被処理物Ｂが全没する貯留槽１における表面処理についての有効範囲（有効領域）の中層から上層（表層を含む）に亘る深度範囲の全体に生成される。そして、この対向流は被処理物Ｂに対する表面処理を迅速且つ確実に施すための流れである。ここでは、対向流により、被処理物Ｂの表面の脱脂及び異物除去がなされ、被処理物Ｂの表面が浄化される。図２では、対向流の流れ方向が白抜き矢印で模式的に示されている。

第３フロー生成部３０は、入槽部２の表層に浮遊し得る比較的に比重の低い異物（浮遊物）や泡などを入槽側のオーバーフロー槽１ａに排出させるための流れ（以下では、適宜に、入槽側の排出流という）を入槽部２内に発生させる。図２では、入槽側の排出流の流れ方向が破線矢印で模式的に示されている。なお、図示を省略するが、表面処理装置１００は入槽部２の上方から被処理物Ｂに処理液を直接噴射する入槽側スプレーユニットを有している。

第４フロー生成部４０は、出槽部３の表層に浮遊し得る異物（浮遊物）や泡などを出槽側のオーバーフロー槽１ｂに排出させるための流れ（以下では、適宜に、出槽側の排出流という）を出槽部３内に発生させる。図２では、出槽側の排出流の流れ方向が破線矢印で模式的に示されている。なお、図示を省略するが、表面処理装置１００は、入槽部２の上方や出槽部３の上方から、入槽中の被処理物Ｂや出槽中の被処理物Ｂに、処理液を直接噴射するスプレーユニットを有している。

[フロー生成部]
以下では、各フロー生成部（１０，２０，３０，４０）の構成について詳述する。

まず、第１フロー生成部１０について詳述する。第１フロー生成部１０は、噴射ユニット１１と、循環ユニット１２とを有し、処理槽部４の底壁４ａに沿って順行流を発生させるものである。

噴射ユニット１１は、底壁４ａにおいて互いに搬送方向Ｔに離隔して設けられ処理液を出槽部３側に向けて噴射する複数の第１噴射部１１１を有している。なお、本実施形態では、第１噴射部１１１が本発明に係る「噴射部」に相当する。

具体的には、噴射ユニット１１は、処理槽部４の底壁４ａにおける搬送方向Ｔに間隔をあけた複数の箇所（図では、５箇所）において、それぞれ底壁４ａに沿って槽幅方向の概ね全体に亘って延在した底部ライザー管１１２を有している。複数（図では５個）の第１噴射部１１１が、噴射口を出槽部３側に向けた姿勢で各底部ライザー管１１２において槽幅方向に間隔をあけて設けられている。第１噴射部１１１は、例えば、管状ノズルからなる。そして、処理槽部４の底壁４ａの下方には、入槽側のオーバーフロー槽１ａ内の処理液を各第１噴射部１１１などに導くための、配管からなる供給流路Ｌ１が設けられている。各底部ライザー管１１２は、供給流路Ｌ１に分岐流路を通じて接続されている。供給流路Ｌ１の一端は入槽側のオーバーフロー槽１ａの側壁に接続され、供給流路Ｌ１には、前記一端側から順に、供給ポンプ１１３、バグフィルタ１１４、処理液加熱用の熱交換器１１５が設けられている。供給流路Ｌ１の他端は、出槽部３の下方まで延びている。なお、ここでは、供給流路Ｌ１、供給ポンプ１１３、バグフィルタ１１４及び熱交換器１１５は、他のフロー生成部（２０，３０，４０）用の供給系の機器として兼用されている。

循環ユニット１２は、図２に示すように、入槽部２における傾斜壁２ａの下端側部分にて貯留槽１内の領域に開口する吐出口１２ａと出槽部３における傾斜壁３ａの下端側部分にて貯留槽１内の領域に開口する吸入口１２ｂとを有し、吐出口１２ａから処理液を噴射すると共に吸入口１２ｂから処理液を吸引するように構成されている。

本実施形態では、循環ユニット１２は、吐出口１２ａを有する吐出管１２１と、吸入口１２ｂを有する捕集部１２２と、捕集部１２２と吐出管１２１との間を槽外で接続して処理液を吐出口１２ａに導く循環流路Ｌ２と、循環流路Ｌ２に設けられ処理液を吸引して吐出口１２ａ側に向けて吐出する吐出ポンプ１２３と、を含む。つまり、循環ユニット１２における処理液の供給系の機器（１２１，１２２，１２３，Ｌ２等）は、噴射ユニット１１における処理液の供給系の機器（１１３，１１４，１１５，Ｌ１等）とは別に設けられている。

吐出管１２１は、槽外から入槽部２に接続する配管であり、槽外から処理槽部４内の処理液の底層における入槽側の領域に処理液を導く機能を有している。吐出口１２ａは、吐出管１２１における入槽部２側の開口端としての孔である。

捕集部１２２は、貯留槽１の槽外から出槽部３に接続する配管であり、処理槽部４内の処理液の底層における出槽側の領域の処理液を金属粉などの異物と一緒に捕集して排出する（換言すると、一旦受け入れて排出する）ホッパーとしての機能を有している。吸入口１２ｂは、捕集部１２２における出槽部３側の開口端としての孔である。

図３～図７は、第１フロー生成部１０の構成を説明するための図である。図３は図２に示すＡ－Ａ線における部分断面図であり、図４は図１に示すＢ方向から視た部分拡大図であり、図５は図１に示すＣ方向から視た部分拡大図である。図６及び図７は循環ユニット１２の吐出管１２１を含む部分の組立体を説明するための図であり、図６は上面図、図７は側面図である。

図３及び図４に示すように、本実施形態では、吐出口１２ａは、搬送方向Ｔと直交する槽幅方向に間隔をあけた複数の箇所に設けられている。ここでは、３個の吐出口１２ａが槽幅方向に並列に設けられている。したがって、吐出口１２ａを有した吐出管１２１は槽幅方向に間隔をあけた複数の箇所に設けられており、３個の吐出管１２１が槽幅方向に並列に配置されている。吐出口１２ａは、例えば、槽幅方向に長い矩形孔（換言すると横長スリット）として設けられている。

本実施形態では、入槽部２における傾斜壁２ａの下端側の部分には、槽深さ方向に延びる段差壁２ｂが設けられている。ここでは、入槽部２の傾斜壁２ａは段差壁２ｂの下方にも僅かに延在しており、傾斜壁２ａのうちの段差壁２ｂより上方の部分の下端と傾斜壁２ａのうちの段差壁２ｂより下方の部分の上端が段差壁２ｂによって接続されている。したがって、傾斜壁２ａの下端側の部分において上下にずれた段差が設けられている。そして、本実施形態では、吐出口１２ａは、段差壁２ｂに形成（開口）されている。

本実施形態では、吐出管１２１は、吐出口１２ａに向かうほど槽幅方向に拡幅した矩形筒状断面を有したディフューザーからなる。つまり、吐出管１２１は、自身における流れ方向上流側（後述する接続管部１２１ｂ側）から下流側（吐出口１２ａ側）に向けて緩やかに槽幅方向に拡幅するように形成され、速度ヘッドの一部を圧力ヘッドに効率的に変換し、吐出口１２ａから槽幅方向に概ね均一な圧力（全圧）及び流速で処理液を吐出できるようになっている。したがって、吐出管１２１内では、よどみの発生や渦流の発生が確実に抑制されており、吐出管１２１において生じ得る圧力損失は効果的に低減されている。

具体的には、吐出管１２１は、吐出口１２ａを有したテーパー管部１２１ａと、接続管部１２１ｂとからなる。テーパー管部１２１ａはディフューザー機能を有しており、その一端に接続管部１２１ｂが接続されており、その他端の開口が吐出口１２ａを構成している。テーパー管部１２１ａは、前記一端から前記他端に向かうほど槽幅方向に拡幅した矩形筒状断面を有している。そして、ここでは、テーパー管部１２１ａは、前記一端から前記他端に向かうほど槽深さ方向について先細りに形成されている。詳しくは、テーパー管部１２１ａは、筒底壁１２１ａ１と、筒上壁１２１ａ２と、互いに相対する一対の筒側壁１２１ａ３，１２１ａ３とからなる。一対の筒側壁１２１ａ３，１２１ａ３が槽幅方向に拡幅している。例えば、筒底壁１２１ａ１は底壁４ａに対して平行に延びており、筒上壁１２１ａ２は前記一端から前記他端に向かうほど筒底壁１２１ａ１に近づくように傾斜しており、これにより、吐出管１２１は槽深さ方向について先細りの形状を有している。接続管部１２１ｂは円筒断面を有して直線的に延びており、その一端に接続用のフランジが接合されている。このフランジには、例えば、流路開度を調整するゲートバルブ１２４が接続されている。

図３及び図５に示すように、本実施形態では、吸入口１２ｂを有した捕集部１２２も槽幅方向に間隔をあけた複数の箇所（例えば３箇所）に設けられている。吸入口１２ｂは、例えば、矩形孔として設けられている。

出槽部３における傾斜壁３ａの下端側の部分にも、槽深さ方向に延びる段差壁３ｂが設けられている。例えば、出槽部３の傾斜壁３ａは段差壁３ｂの部分で終端しており、傾斜壁３ａの下端と出槽部３の底壁３ｃが段差壁３ｂによって接続されている。出槽部３の段差壁３ｂと入槽部２の段差壁２ｂは互いに相対している。出槽部３の底壁３ｃは処理槽部４の底壁４ａに連続しており、底壁４ａと一体に形成されている。そして、本実施形態では、吸入口１２ｂは、段差壁３ｂに形成（開口）されている。

本実施形態では、捕集部１２２は、吸入口１２ｂに向かうほど槽幅方向に拡幅した矩形筒状断面を有したホッパーからなる。捕集部１２２は、吸入口１２ｂを有したホッパー本体部１２２ａと、排出管部１２２ｂとからなる。ホッパー本体部１２２ａは流体及び異物を効率よく受け入れる捕集機能を有しており、その一端に排出管部１２２ｂが接続されており、その他端の開口が吸入口１２ｂを構成している。ホッパー本体部１２２ａは、前記一端から前記他端に向かうほど槽幅方向に拡幅した矩形筒状断面を有している。そして、ここでは、ホッパー本体部１２２ａは、前記一端から前記他端に向かうほど槽深さ方向について先細りに形成されている。詳しくは、ホッパー本体部１２２ａは、ホッパー底壁１２２ａ１と、ホッパー上壁１２２ａ２と、互いに相対する一対のホッパー側壁１２２ａ３，１２２ａ３とからなる。一対のホッパー側壁１２２ａ３，１２２ａ３が槽幅方向に拡幅している。ホッパー底壁１２２ａ１は、ここでは、出槽部３の底壁３ｃの一部により構成されている。ホッパー上壁１２２ａ２は、前記一端から前記他端に向かうほどホッパー底壁１２２ａ１（底壁３ｃ）に近づくように傾斜している。ホッパー上壁１２２ａ２は出槽部３の傾斜壁３ａの一部により構成されている。また、排出管部１２２ｂは円筒断面を有して直線的に延びており、その一端部に後述する回収管１２５が接続される。

循環流路Ｌ２は、前述したように、捕集部１２２と吐出管１２１との間を槽外で接続して処理液を吐出口１２ａに導くための配管からなる流路である。循環流路Ｌ２の一端部には回収管１２５が設けられ、回収管１２５に各捕集部１２２の排出管部１２２ｂが接続される。循環流路Ｌ２の他端部にはヘッダー管１２６が設けられ、ヘッダー管１２６には各吐出管１２１に対応するゲートバルブ１２４に接続する分岐管１２６ａが設けられる。

吐出ポンプ１２３は、前述したように、循環流路Ｌ２に設けられ処理液を吸引して吐出口１２ａ側に向けて吐出する。具体的には、吐出ポンプ１２３は、循環流路Ｌ２における回収管１２５とヘッダー管１２６との間に設けられる。循環流路Ｌ２における回収管１２５と吐出ポンプ１２３との間には、金属粉除去用フィルタ１２７が設けられる。

次に、他のフロー生成部（２０，３０，４０）について詳述する。

第２フロー生成部２０は、貯留槽１の各側壁１ｃの内側面における搬送方向Ｔに間隔をあけた複数の箇所（図では、片方の側壁１ｃに６箇所、合計１２箇所）において、それぞれ槽深さ方向に延びたサイドライザー管２１を有している。各サイドライザー管２１は、処理液の中層から表層の上方まで延在している。例えば、サイドライザー管２１の下端は、吸入口１２ｂの上縁近傍に相当する高さに位置している。そして、各サイドライザー管２１には、複数（図では、３個）の第２噴射部２１１が噴射口を入槽部２側に向けた姿勢で槽深さ方向に互いに間隔をあけて設けられている。各第２噴射部２１１は、入槽部２側に向かうほど側壁１ｃから離れるように、槽幅方向内向きに傾く姿勢（例えば、側壁１ｃに対して２０°程度の傾斜角度の姿勢）で、サイドライザー管２１に設けられている。

第３フロー生成部３０は、入槽側表面流ライザー管３１と、入槽側傾斜部ライザー管３２とを有している。入槽側表面流ライザー管３１は、各側壁１ｃのうちの入槽部２に対応する部分において、側壁１ｃの内側面の上縁近傍に沿って入槽部２の長手方向の概ね全体に亘って搬送方向Ｔに延在している。そして、各入槽側表面流ライザー管３１には、複数（図では、７個）の第３噴射部３１１が噴射口を入槽側のオーバーフロー槽１ａに向けた姿勢で搬送方向Ｔに互いに間隔をあけて設けられている。各第３噴射部３１１は、第２噴射部２１１と同様に、例えば、側壁１ｃに対して２０°程度の傾斜角度の姿勢で、入槽側表面流ライザー管３１に設けられている。入槽側傾斜部ライザー管３２は、入槽部２の傾斜壁２ａにおける搬送方向Ｔに間隔をあけた複数の箇所（図では、２箇所）において、それぞれ傾斜壁２ａに沿って槽幅方向の概ね全体に亘って延在している。そして、各入槽側傾斜部ライザー管３２には、複数（図では５個）の第４噴射部３２１が噴射口を出槽部３側に向けた姿勢（詳しくは、傾斜壁２ａの傾斜に合わせて傾けた姿勢）で槽幅方向に間隔をあけて設けられている。

第４フロー生成部４０は、出槽側表面流ライザー管４１と、出槽側傾斜部ライザー管４２とを有している。出槽側表面流ライザー管４１は、各側壁１ｃのうちの出槽部３に対応する部分において、側壁１ｃの内側面の上縁近傍に沿って出槽部３の長手方向の概ね全体に亘って搬送方向Ｔに延在している。傾斜壁３ａは段差壁３ｂの部分で終端している（途切れている）ため、出槽側表面流ライザー管４１の入槽部２側の端部は、段差壁３ｂよりも入槽部２側に突出している。そして、各出槽側表面流ライザー管４１には、複数（図では、７個）の第５噴射部４１１が噴射口を出槽側のオーバーフロー槽１ｂに向けた姿勢で搬送方向Ｔに互いに間隔をあけて設けられている。各第５噴射部４１１は、第３噴射部３１１と同様に側壁１ｃに対して２０°程度の傾斜角度の姿勢で、出槽側表面流ライザー管４１に設けられている。出槽側傾斜部ライザー管４２は、出槽部３の傾斜壁３ａにおける搬送方向Ｔに間隔をあけた複数の箇所（図では、２箇所）において、それぞれ傾斜壁３ａに沿って槽幅方向の概ね全体に亘って延在している。そして、各出槽側傾斜部ライザー管４２には、複数（図では５個）の第６噴射部４２１が噴射口を入槽部２側に向けた姿勢（詳しくは、傾斜壁３ａの傾斜に合わせて傾けた姿勢）で槽幅方向に間隔をあけて設けられている。

第１フロー生成部１０以外のフロー生成部（２０，３０，４０）の各噴射部（２１１，３１１，３２１，４１１，４２１）は、第１噴射部１１１と同様に、管状ノズルからなる。そして、各ライザー管（２１，３１，３２，４１，４２）は、それぞれ、第１フロー生成部１０の噴射ユニット１１用の供給流路Ｌ１から分岐した分岐流路を通じて供給流路Ｌ１に接続されている。したがって、本実施形態では、第１フロー生成部１０の第１噴射部１１１用の流路及び機器が、第１フロー生成部１０以外のフロー生成部（２０，３０，４０）用の処理液の供給系の流路及び機器として兼用されている。

次に、表面処理装置１００の動作及び貯留槽１内の処理液の流れなどについて、図２を参照して説明する。

処理槽部４の処理液の底層では、第１フロー生成部１０の循環ユニット１２は、入槽部２における傾斜壁２ａの下端側部分にて貯留槽１内の領域に開口する吐出口１２ａから処理液を吐出すると共に出槽部３における傾斜壁３ａの下端側部分にて貯留槽１内の領域に開口する吸入口１２ｂから処理液を吸引する。これにより、第１フロー生成部１０は、処理槽部４における処理液の底層において、循環ユニット１２によって入槽部２側の端部から出槽部３側の端部の全体に亘る被処理物Ｂの搬送方向Ｔと同一方向の主流を形成する。これと同時に、第１フロー生成部１０は、噴射ユニット１１によって、前記主流の途中において当該主流と同一方向の流れを発生させる。これにより、第１フロー生成部１０は、循環ユニット１２と噴射ユニット１１が協働して、処理液の底層における搬送方向Ｔと同一方向の流れ（順行流）の流速を容易に増加させることができるようになっている。そして、吸入口１２ｂから処理液と一緒に吸入された金属粉などの異物は各捕集部１２２のホッパー本体部１２２ａ内に受け入れられて捕集された後、排出管部１２２ｂを通じて回収管１２５へ排出される。回収管１２５に排出された金属粉などの異物は、その後、金属粉除去用フィルタ１２７により処理液内から除去される。そして、異物が除去された処理液が、再び吐出口１２ａから底層に吐出される。

また、処理液の底層における吐出口１２ａから吸入口１２ｂまでの全体に亘って比較的に高い圧力（全圧）及び流速で流れる順行流が第１フロー生成部１０によって容易に生成されるようになっている。特に、第１フロー生成部１０によれば、底層における吐出口１２ａ側の領域における圧力（全圧）を容易に従来よりも高くすることができ、その結果、異物が捕集部１２２により確実に捕集される。

処理槽部４の処理液の中層から上層に亘る領域では、第２フロー生成部２０は、各サイドライザー管２１の複数の第２噴射部２１１から処理液を入槽部２側に向けて噴射することによって、処理槽部４内の処理液の底層よりも上方の中層から上層に亘って搬送方向Ｔと逆方向の流れ（対向流）を発生させる。対向流は処理槽部４に全没した被処理物Ｂの外表面及び内表面に沿って流れる。この対向流は被処理物Ｂの搬送方向Ｔと逆向きに流れているため、被処理物Ｂの表面に対する相対速度が比較的に高く、被処理物Ｂの表面の脱脂及び異物除去が効果的になされている。また、処理槽部４において、第１フロー生成部１０によって処理液の底層に順行流を確実に発生させ、第２フロー生成部２０によって処理液の中層から上層に亘る対向流を確実に発生させているため、処理槽部４の長手方向（搬送方向Ｔ）の中央部で発生し易いよどみの発生が効果的に低減されている。

入槽部２の領域では、第３フロー生成部３０は、各入槽側表面流ライザー管３１の第３噴射部３１１から処理液を入槽側のオーバーフロー槽１ａ側に向けて噴射するとともに、各入槽側傾斜部ライザー管３２の第４噴射部３２１から処理液を傾斜壁２ａに沿って出槽部３側に向けて噴射することによって、入槽側の排出流を発生させる。具体的には、入槽部２の表層を含む上層には、入槽側のオーバーフロー槽１ａに向かう表面流が生成され、入槽部２の傾斜壁２ａに沿う底層には、この表面流と逆方向の流れが生成される。この時、入槽部２の領域全体で視ると、図２に示す側面視において、時計回りに大きく旋回する流れ（排出流）が生成される。そして、入槽部２の表面流によって、処理液の上層の一部が入槽側のオーバーフロー槽１ａに排出され、入槽部２の底層の流れによって、入槽部２の処理液の上層の残余部が傾斜壁２ａに沿って流れるように導かれる。その結果、入槽部２の表層の浮遊物や泡などのオーバーフロー槽１ａへの排出が入槽側の排出流によって確実になされる。

出槽部３の領域では、入槽部２と同様に、第４フロー生成部４０によって、出槽側の排出流を発生させる。具体的には、出槽部３の表層を含む上層には、出槽側のオーバーフロー槽１ｂに向かう表面流が生成され、出槽部３の傾斜壁３ａに沿う底層には、この表面流と逆方向の流れが生成される。この時、出槽部３の領域全体で視ると、図２に示す側面視において、反時計回りに大きく旋回する流れ（排出流）が生成される。そして、出槽部３の表面流によって、処理液の上層の一部が出槽側のオーバーフロー槽１ｂに排出され、出槽部３の底層の流れによって、出槽部３の処理液の上層の残余部が傾斜壁３ａに沿って流れるように導かれる。その結果、出槽部３の表層の浮遊物や泡などのオーバーフロー槽１ｂへの排出が出槽側の排出流によって確実になされる。

ここで、底層の順行流（図２に示す黒塗り矢印参照）の大半は吸入口１２ｂに吸入されるが、底層の順行流の残余部は出槽部３の段差壁３ｂへの衝突や出槽部３における反時計回りの排出流（図２に示す破線矢印参照）のうちの傾斜壁３ａに沿う流れとの衝突によって上昇流（図２示す点線矢印参照）として底層から表層に向かって流れる場合がある。この場合、底層の順行流の残余部は上昇流によって表層へ上昇するため、異物が表層に浮上し得る。ただし、本実施形態では、上昇流が生じ得る段差部３ｂの付近の領域の直上の表層にも、出槽側のオーバーフロー槽１ｂに向かう表面流が生成されるように、第４フロー生成部４０（出槽側表面流ライザー管４１、第５噴射部４１１）が設けられている（図２参照）。その結果、異物が上昇流によって表層に浮上したとしても、浮上した異物は第４フロー生成部４０によって生成された表面流によってオーバーフロー槽１ｂに効率的且つ確実に排出される。なお、出槽部３の傾斜壁３ａに沿う底層の流れの流速等を調整することによって、上昇流の発生領域（発生ポイント）を段差部３ｂ近傍に設定したり段差部３ｂから遠ざけたりすること（つまり、上昇流の発生領域を意図した位置に設定すること）ができる。したがって、出槽側表面流ライザー管４１の入槽部２側の端部の段差壁３ｂに対する入槽部２側への突出長は、設定した上昇流の発生領域の位置に応じて設定されればよく、例えば、上昇流の発生領域が段差部３ｂ近傍に設定された場合には、出槽側表面流ライザー管４１の前記突出長は比較的に短く設定される。

以上のようにして、処理液の底層における被処理物Ｂの搬送方向Ｔと同一方向の流れの流速を容易に増加させることできる表面処理装置１００を提供することができる。

本実施形態では、循環ユニット１２における処理液の供給系の機器（１２１，１２２，１２３，Ｌ２等）が噴射ユニット１１における処理液の供給系の機器（１１３，１１４，１１５，Ｌ１等）とは別に設けられている。これにより、処理槽部４における処理液の底層の順行流の流速及び圧力をより容易に目標の流速及び圧力に設定することができる。

本実施形態では、吐出管１２１はディフューザーからなるものであるため、第１フロー生成部１０は、吐出口１２ａから槽幅方向に概ね均一な圧力及び流速で処理液を吐出できるとともに吐出管１２１内のよどみの発生や渦流の発生を確実に抑制できる。したがって、吐出管１２１において生じ得る圧力損失が効果的に低減され、ポンプ動力の低減やエネルギー効率の向上を図ることができる。

本実施形態では、入槽部２における傾斜壁２ａの下端側の部分には槽深さ方向に延びる段差壁２ｂが設けられており、吐出口１２ａは段差壁２ｂに形成されている。これにより、傾斜壁２ａの下方のスペースの有効利用を図りつつ、処理槽部４内の処理液の底層における入槽側の端部の近傍から順行流発生用の処理液を吐出させることができ、ポンプ動力の低減やエネルギー効率の向上をより効果的に図ることができる。また、処理槽部４内の処理液の底層における入槽側の端部においても、よどみが生じることなく順行流が生成されるため、底壁４ａと傾斜壁２ａとの境界付近においても金属粉などの異物が沈殿することが防止される。

本実施形態では、吐出口１２ａは槽幅方向に間隔をあけた複数の箇所に設けられている。これにより、底層の順行流の流速や圧力の槽幅方向についてのばらつきが低減される。特に、本実施形態のように、槽幅方向に長い矩形孔としての吐出口１２ａが槽幅方向に並列させるとよい。これにより、槽幅方向の全体に亘って、概ね均一な流速及び圧力の順行流が処理槽部４の底層に生成される。

なお、吐出管１２１は、ディフューザーからなるものとしたが、これに限らず、適宜の形状の吐出管を適用することができる。例えば、図８及び図９に示すように、吐出管１２１は、円筒形状に形成されてもよい。図８及び図９では、循環ユニット１２における吐出管１２１以外の要素については図示省略されている。具体的には、円筒形状の吐出管１２１は吐出口１２ａ側ほど拡径されたテーパー筒状に形成されている。これにより、槽幅方向に拡幅された吐出管１２１（図６等参照）と比較すると、処理液の底層の順行流の流速を流れ方向の全体に亘って確実に増速させることができる。この場合、図８及び図９に示すように、例えば、傾斜壁２ａは底壁４ａまで延在しており、吐出口１２ａは傾斜壁２ａに形成（開口）されるとよい。具体的には、吐出管１２１の開口端は、図９に示す側面視で、傾斜壁２ａの傾斜角度に合わせた角度で鋭角に傾斜しており、吐出管１２１の開口端面が傾斜壁２ａの上面と一致するように面合わせされている。傾斜壁２ａが底壁４ａまで延長されることにより、入槽部２に第３フロー生成部３０により生成された排出流のうちの傾斜壁２ａに沿う流れが処理槽部４の底層の順行流に滑らかに合流することになる。これにより、順行流の圧力及び流速をより効果的に高めることができる。また、吐出口１２ａが傾斜壁２ａに形成されることにより、段差壁２ｂを設けることなく順行流を生成することができる。さらに、順行流と搬送方向Ｔについて同方向の流れが生じている傾斜壁２ａの底層に、吐出口１２ａから処理液を吐出させることができるためにより、順行流の圧力及び流速をさらに効果的に高めることができる。

また、表面処理装置１００は、脱脂工程用の装置として用いられたが、これに限らず、塗装工程用の例えば電着塗装用の装置として用いてもよい。この場合、処理液は塗料であり、表面処理は被処理物Ｂの表面に対する例えば電着塗装処理である。また、被処理物Ｂは乗用車ボディに限らず、適宜の製品等を適用できる。また、表面処理装置１００は、塗装や脱脂に限らず、メッキなどの適宜の表面処理用の装置として用いることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて更なる変形や変更が可能である。

１…貯留槽、２…入槽部、２ａ…傾斜壁、２ｂ…段差壁、３…出槽部、３ａ…傾斜壁、４…処理槽部、４ａ…底壁、１０…第１フロー生成部、１１…噴射ユニット、１１１…第１噴射部（噴射部）、１２…循環ユニット、１２ａ…吐出口、１２ｂ…吸入口、１２１…吐出管、１２２…捕集部、１２３…吐出ポンプ、２０…第２フロー生成部、１００…表面処理装置、Ｂ…被処理物、Ｌ２…循環流路、Ｔ…搬送方向

Claims (7)

1. 入槽部、出槽部及び前記入槽部と前記出槽部の間に設けられた処理槽部を有し処理液を貯留する貯留槽と、前記処理槽部内の処理液の底層に前記貯留槽内を前記入槽部から前記出槽部に向かって搬送される被処理物の搬送方向と同一方向の流れを発生させる第１フロー生成部と、前記底層よりも上方の中層から上層に亘って前記搬送方向と逆方向の流れを発生させる第２フロー生成部と、を含む、表面処理装置であって、
   前記入槽部及び前記出槽部は、それぞれ前記処理槽部側に向かうほど前記処理槽部の底壁に近づくように傾斜した傾斜壁を有し、
   前記第１フロー生成部は、
   前記底壁において互いに前記搬送方向に離隔して設けられ処理液を前記出槽部側に向けて噴射する複数の噴射部を有する噴射ユニットと、
   前記入槽部における前記傾斜壁の下端側部分にて前記貯留槽内の領域に開口する吐出口と前記出槽部における前記傾斜壁の下端側部分にて前記貯留槽内の領域に開口する吸入口とを有し、前記吐出口から処理液を噴射すると共に前記吸入口から処理液を吸引する循環ユニットと、
   を有していることを特徴とする表面処理装置。
2. 前記循環ユニットは、
   前記吐出口を有する吐出管と、
   前記吸入口を有する捕集部と、
   前記捕集部と前記吐出管との間を槽外で接続して処理液を前記吐出口に導く循環流路と、
   前記循環流路に設けられ処理液を吸引して前記吐出口側に向けて吐出する吐出ポンプと、
   を含む、請求項１に記載の表面処理装置。
3. 前記吐出管は、前記吐出口に向かうほど前記搬送方向と直交する槽幅方向に拡幅した矩形筒状断面を有したディフューザーからなる、請求項２に記載の表面処理装置。
4. 前記吐出管は、円筒形状に形成されている、請求項２に記載の表面処理装置。
5. 前記入槽部における前記傾斜壁の下端側の部分には、槽深さ方向に延びる段差壁が設けられており、
   前記吐出口は、前記段差壁に形成されている、請求項１～４のいずれか一つに記載の表面処理装置。
6. 前記吐出口は、前記傾斜壁に形成されている、請求項１～４のいずれか一つに記載の表面処理装置。
7. 前記吐出口は、前記搬送方向と直交する槽幅方向に間隔をあけた複数の箇所に設けられている、請求項１～６のいずれか一つに記載の表面処理装置。
   

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